[論文レビュー] Setting UBVRI Photometric Zero-Points Using Sloan Digital Sky Survey ugriz Magnitudes

Taylor S. Chonis, C. M. Gaskell|Insecta mundi|Oct 31, 2007

Adaptive optics and wavefront sensing被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、Sloan Digital Sky Survey (SDSS) の ugriz 絶対等級を用いて、CCD 画像における UBVRI 光度ゼロポイントを実用的に設定する手法を提示する。g, r, i ≈ 14.5 のとき B, V, R, I バンドで PSF 飽和に起因する系としてのゼロポイントオフセットを特定し、U バンドでは u ≈ 16 のとき同様のオフセットを示す。信頼性のある校正のためには、g, r, i が 14.5–19.5 で、u が 16–19.5 の非飽和星のみを用いることを推奨する。

ABSTRACT

We discuss the use of Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ugriz point-spread function (PSF) photometry for setting the zero points of UBVRI CCD images. From a comparison with the Landolt (1992) standards and our own photometry we find that there is a fairly abrupt change in B, V, R, & I zero points around g, r, i ~ 14.5, and in the U zero point at u ~ 16. These changes correspond to where there is significant interpolation due to saturation in the SDSS PSF fluxes. There also seems to be another, much smaller systematic effect for stars with g, r > 19.5. The latter effect is consistent with a small Malmquist bias. Because of the difficulties with PSF fluxes of brighter stars, we recommend that comparisons of ugriz and UBVRI photometry should only be made for unsaturated stars with g, r and i in the range 14.5 - 19.5, and u in the range 16 - 19.5. We give a prescription for setting the UBVRI zero points for CCD images, and general equations for transforming from ugriz to UBVRI.

研究の動機と目的

• 標準星が利用できない状況における UBVRI CC 画像の校正の課題に対処すること。
• SDSS ugriz 光度から導かれる UBVRI 絶対等級における系としてのゼロポイントオフセットを特定すること。
• SDSS データを用いた実用的で経験的に導かれた UBVRI ゼロポイント設定手法を提供すること。
• 変換プロセスにおける PSF 飽和および Malmquist 偏りによる誤差を最小限に抑えること。

提案手法

• 著者らは、Landolt (1992) の標準星の SDSS Data Release 5 の ugriz 光度を用いて変換式を導出する。
• 色-色カットを適用：0.08 < r−i < 0.5 および 0.2 < g−r < 1.4 であり、線形フィットから 2.5σ 以上の外れ値を除外する。
• B, V, R, I, U の変換式を、色空間における線形フィットにより導出し、U バンドは感度が高いため別個に処理する。
• 飽和の警告フラグを持つ星は除外され、g, r, i が 14.5–19.5 で、u が 16–19.5 の範囲の星に限定して解析を行う。
• ゼロポイントの設定手順を提示：SDSS に一致する星を特定し、色-色プロットをクリーニングし、式 (1)–(5) を適用し、より暗い星の平均等級を用いる。
• 高次色項を避けており、天体物理学的精度を求めるのではなく、実用的校正に焦点を当てる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SDSS ugriz PSF 絶対等級から導かれる明るい星の UBVRI ゼロポイントに、どのような系統的オフセットが生じるか？
• RQ2 SDSS における PSF 飽和が、ugriz から UBVRI への変換の信頼性にどのように影響するか？
• RQ3 SDSS データを用いた UBVRI ゼロポイント校正において、最小限の誤差を確保するにはどの等級範囲が適切か？
• RQ4 明るさが小さい範囲で変換に Malmquist 偏りが生じるか、その影響はどの程度顕著か？
• RQ5 制限された色および等級範囲内で、単純な線形変換を信頼性を持って使用できるか？

主な発見

• g, r, i ≈ 14.5 のとき、SDSS における PSF 飽和に起因し、B, V, R, I のゼロポイントに急激な変化が生じる。
• U バンドのゼロポイントも u ≈ 16 のとき同様の不連続性を示し、明るい星では SDSS ugriz 絶対等級が U を最大 2 mag 低く見積もっている。
• g, r ≥ 19.5 の星では、小さな系統的オフセットが観測され、Malmquist 偏りの影響と一致する。
• Malmquist 偏りは下限として推定されており、真の値は観測された勾配の最大 2 倍である可能性がある。
• 変換式 (1)–(5) は、g, r, i が 14.5–19.5 で、u が 16–19.5 の星に限定して有効である。これは、飽和および偏りの影響を回避するためである。
• U フィルタ変換は U = u − 0.854 ± 0.007 であり、選択範囲内では (u−g) 色に顕著な依存性は認められない。